轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性一、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究現(xiàn)狀1

國(guó)外轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種研究：1982年P(guān)almiter等將大鼠生長(zhǎng)激素(GH)基因?qū)胄∈笫芫阎蝎@得轉(zhuǎn)基因“超級(jí)鼠”；世界各國(guó)都相繼在兔、羊、豬、牛、狗、雞、魚(yú)等動(dòng)物獲得轉(zhuǎn)基因成功。1988DNA文庫(kù)中克隆了一個(gè)刺激肌肉發(fā)育的基因SKI導(dǎo)人小鼠受精卵,獲得轉(zhuǎn)基因小鼠的體脂減少明顯,但同時(shí)出現(xiàn)骨胳肌肥大癥。Pursel(1993)將感染綿羊visna病毒LRT與該病毒外殼蛋白編碼序列相連,直接用微注射法導(dǎo)人綿羊受精卵,獲得3頭轉(zhuǎn)基因羊。

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為生物反應(yīng)器的研究：Gorden等人1987年在轉(zhuǎn)基因小鼠乳腺中表達(dá)了人的tPA基因；1991年英國(guó)人Wright將綿羊BLG基因調(diào)控區(qū)與抗胰蛋白酶基因相連,經(jīng)微注射獲得4頭轉(zhuǎn)基因綿羊,在乳汁中高水平地表達(dá),泌乳7周齡時(shí),不同轉(zhuǎn)基因個(gè)體間表達(dá)量變化范圍為1.5-37.5g/L,其中1頭轉(zhuǎn)基因羊乳汁中的表達(dá)量超過(guò)了乳汁總蛋白的50%;1992年Velander在轉(zhuǎn)基因豬乳腺中表達(dá)了人C蛋白基因；預(yù)計(jì)到2010年僅在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的出口額有75億美元來(lái)自轉(zhuǎn)基因動(dòng)物品種：而利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制作生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物和功能蛋白的銷售額預(yù)計(jì)可達(dá)500億美元。2

國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究1984年開(kāi)始轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究，先后成功獲得轉(zhuǎn)基因小鼠、轉(zhuǎn)基因克隆牛、轉(zhuǎn)基因免、轉(zhuǎn)基因山羊、轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因魚(yú)等。除了可能獲得轉(zhuǎn)基因禽畜新品種(抗瘋牛病克隆牛、抗口蹄疫豬、抗流感雞、快速生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因羊等)外，獲得的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品還有：人凝血因子IX、衰變加速因子DAF、人抗胰蛋白酶、人乳鐵蛋白、糖磷脂酰肌醇錨定蛋白CD59、人類溶菌酶、等等。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物得率低、表達(dá)率低、難以穩(wěn)定傳代，真正商業(yè)化應(yīng)用的并不多。3

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用3.1

利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物個(gè)體改造提高適應(yīng)性和抗病力(抗病基因、抗體)促生長(zhǎng)基因的轉(zhuǎn)移---有效促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高生產(chǎn)性能(生長(zhǎng)快、體大、瘦肉率高)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物寵物(體小、瑩光、彩色)3.2

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在醫(yī)藥上的應(yīng)用動(dòng)物生物反應(yīng)器生產(chǎn)珍稀治療用藥、疫苗疾病模型---轉(zhuǎn)發(fā)病基因動(dòng)物了解發(fā)病過(guò)程和對(duì)候選治療藥物的反應(yīng)器官移植轉(zhuǎn)基因保健食品(低脂、高必須氨基酸)二、存在的問(wèn)題4.1

技術(shù)性問(wèn)題目的基因插入的隨機(jī)性使轉(zhuǎn)基因效率低插入位置不同影響自身和其他基因表達(dá)效率基因調(diào)控的復(fù)雜性和表觀遺傳調(diào)節(jié)的影響轉(zhuǎn)基因動(dòng)物壽命通常較短，轉(zhuǎn)基因傳代穩(wěn)定性較差4.2安全性問(wèn)題轉(zhuǎn)基因?qū)λ拗鲃?dòng)物影響：壽命短、健康差、成活低轉(zhuǎn)基因動(dòng)物對(duì)環(huán)境影響：基因漂移、多態(tài)性降低

可能成為入侵生物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物源食品安全：毒性、過(guò)敏、異常反應(yīng)社會(huì)倫理問(wèn)題：種的界限、動(dòng)物權(quán)利、素食者抗議生物恐怖：超級(jí)動(dòng)物、亂倫、基因武器物種亂倫之后物種亂倫之后小腦綜合癥

患者第二節(jié)

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性評(píng)價(jià)根據(jù)國(guó)務(wù)院《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》、農(nóng)業(yè)部《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理辦法》和衛(wèi)生部《轉(zhuǎn)基因食品衛(wèi)生管理辦法》，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物與其他農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物一樣，需要納入生物安全管理，進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性評(píng)價(jià)將按照其對(duì)人、動(dòng)植物、微生物和生態(tài)環(huán)境的危險(xiǎn)程度，分為

I-IV

級(jí)。安全等級(jí)

I—尚不存在危險(xiǎn)；安全等級(jí)

II—具有低度危險(xiǎn)；安全等級(jí)

III—具有中度危險(xiǎn)；安全等級(jí)

IV—具有高度危險(xiǎn)；一、受體動(dòng)物(宿主)的安全性評(píng)價(jià)1

評(píng)價(jià)內(nèi)容受體動(dòng)物背景資料：學(xué)名、分類地位、來(lái)源、應(yīng)用狀況及應(yīng)用過(guò)程中的安全記錄，演變成有害動(dòng)物的可能性。受體動(dòng)物的生物學(xué)特性：特征特性、生活習(xí)性、繁殖建群能力、競(jìng)爭(zhēng)性和侵占性、對(duì)人畜的攻擊性或毒性、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。受體動(dòng)物病原體狀況及潛在影響：是否為某種病原的宿主及發(fā)病狀況、其疾病是否有傳染性、人畜共患的可能性、病原體對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。受體動(dòng)物的生態(tài)環(huán)境：地理分布、自然生境、其釋放是否對(duì)原有生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。受體動(dòng)物的遺傳變異及其影響：遺傳穩(wěn)定性、與其近緣種雜交的可能性、變異表型及其影響。2

受體動(dòng)物安全等級(jí)有其劃分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)受體動(dòng)物的特性及其安全措施的有效性劃分為4個(gè)安全等級(jí)。安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

I-

對(duì)人健康和生態(tài)環(huán)境未曾發(fā)生過(guò)不良影響

；或演化成有害生物的可能性極?。换騼H用于特殊研究，存活期短，自然環(huán)境中仍難以存活。II

-對(duì)人健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生低度危險(xiǎn)，但通過(guò)采取安全控制措施避免其危害。III-對(duì)人健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生中度危險(xiǎn)，但通過(guò)采取安全控制措施基本上可以避免其危害。IV-對(duì)人健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生高度危險(xiǎn)，而且尚無(wú)適當(dāng)?shù)陌踩刂拼胧﹣?lái)避免其危害。3

基因轉(zhuǎn)移的受體細(xì)胞動(dòng)物轉(zhuǎn)基因的受體細(xì)胞主要是生殖細(xì)胞，如卵細(xì)胞、精子、受精卵或胚胎細(xì)胞，須經(jīng)過(guò)胚胎發(fā)育才能得到轉(zhuǎn)基因生物，因此動(dòng)物基因轉(zhuǎn)移的途徑極為有限，且成功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微生物和植物。原生殖細(xì)胞：性細(xì)胞的前身，可分化為精子或卵細(xì)胞。禽類的原生殖細(xì)胞容易分離、培養(yǎng)和冷凍，是轉(zhuǎn)基因的良好受體。配子：指卵細(xì)胞和精子，能把其攜帶的遺傳信息包括外源基因通過(guò)受精傳遞給下一代的受精卵。受精卵或胚性細(xì)胞團(tuán)：是全能性或具有較高全能性的細(xì)胞，其遺傳信息包括外源基因可在個(gè)體發(fā)育中逐步表達(dá)出來(lái)。但早期胚胎或囊胚作為受體制備的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物多為嵌合體。受精卵為受體去核卵細(xì)胞為受體的轉(zhuǎn)基因操作二、基因操作的安全性評(píng)價(jià)1

基因操作安全性評(píng)價(jià)的內(nèi)容實(shí)際插入或刪除序列的資料：插入序列的大小和結(jié)構(gòu)、目的基因在載體上插入位置；插入序列拷貝數(shù)，目的基因編碼的氨基酸序列推測(cè)；載體和目的基因來(lái)源、是否致病性或轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏⌒?。載體插入?yún)^(qū)域各片段的資料：?jiǎn)?dòng)子、終止子、報(bào)告基因的來(lái)源、大小及功能；表達(dá)序列調(diào)控區(qū)的來(lái)源及功能；轉(zhuǎn)基因的方法等。插入序列表達(dá)的資料：插入序列的檢測(cè)方法，插入序列表達(dá)的器官、組織，插入序列的表達(dá)量。2轉(zhuǎn)基因操作的安全性轉(zhuǎn)基因及其表達(dá)系統(tǒng)：目的基因編碼的天然蛋白質(zhì)的安全性；轉(zhuǎn)基因構(gòu)件及其序列或酶切圖譜、轉(zhuǎn)基因?qū)κ荏w動(dòng)物及其近緣種的安全性；轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)、調(diào)控機(jī)理、及其對(duì)受體動(dòng)物及其近緣種表達(dá)調(diào)控的影響。外源基因整合位置及其對(duì)受體基因組特定基因的影響：基因整合的位置、受阻斷或缺失靶基因的功能，對(duì)受體動(dòng)物生活力或生殖能力的影響。轉(zhuǎn)基因及其表達(dá)產(chǎn)物的安全性鑒定：非目的基因片段對(duì)受體動(dòng)物及其近緣種的安全性；目的基因表達(dá)產(chǎn)物的安全性。轉(zhuǎn)基因體系安全性評(píng)價(jià)：主要針對(duì)病毒類載體。三、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性評(píng)價(jià)1

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物安全性評(píng)價(jià)的內(nèi)容轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在自然界中的存活能力；繁殖、遺傳及其他生物學(xué)特性。插入序列的遺傳穩(wěn)定性、表達(dá)產(chǎn)物、表達(dá)量及其組織器官分布。插入序列的轉(zhuǎn)移能力及轉(zhuǎn)移后的可能后果轉(zhuǎn)基因性狀和轉(zhuǎn)基因操作對(duì)人健康或生態(tài)環(huán)境的危害或潛在危險(xiǎn)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物插入序列及其表達(dá)的檢測(cè)鑒定技術(shù)及其有效性。2

目的基因克隆、體外重組及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制備方法轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)中目的基因克隆和體外重組：

選擇目的基因和載體的安全性；

組裝完整的表達(dá)栽體的安全性；外源基因(目的基因)擴(kuò)增制備、貯藏的安全性。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制作方法：

顯微注射—隨機(jī)整合、插入突變；

精子載體法—體外授精法

卵母細(xì)胞內(nèi)精子顯微注射法

即將正常精子進(jìn)行破膜處理后，與帶目的基因的表達(dá)載體共孵育，然后通過(guò)顯微注射注入處于減數(shù)分裂II期的卵母細(xì)胞質(zhì)中，受精后將早期胚胎轉(zhuǎn)入母體子宮內(nèi)發(fā)育成后代轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。顯微注射法體外授精法逆轉(zhuǎn)錄病毒載體法：

逆轉(zhuǎn)錄病毒是一種單鏈RNA病毒，能直接感染宿主細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)病毒RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA。整合到細(xì)胞基因組DNA中；

病毒DNA中段可被取代，重組后的DNA同樣能夠整合到細(xì)胞基因組DNA中，并能被轉(zhuǎn)錄和包裝；

目的基因能以逆轉(zhuǎn)錄病毒為媒介轉(zhuǎn)移至受體動(dòng)物中，制備轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。逆轉(zhuǎn)錄病毒載體法操作簡(jiǎn)單、效果穩(wěn)定、外源基因整合率高、宿主范圍廣；但容量有限、難以整合進(jìn)生殖系統(tǒng)；有可能激活某些有害基因(如原癌基因)或失活某些有用基因(如腫瘤抑制基因、細(xì)胞凋亡相關(guān)基因)。胚胎干細(xì)胞介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移胚胎干細(xì)胞是指囊胚期內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中尚未分化的細(xì)胞，理論上是全能性的細(xì)胞，在一定條件下可分化為其他類型的細(xì)胞，也可發(fā)育成完整個(gè)體。

將目的基因轉(zhuǎn)移入胚胎干細(xì)胞，再重新導(dǎo)入囊胚中，可培育出轉(zhuǎn)基因動(dòng)物個(gè)體，但得到的多是嵌合體，有些能傳代表達(dá)目的基因。體細(xì)胞基因轉(zhuǎn)移和克隆

以體細(xì)胞為轉(zhuǎn)基因受體，導(dǎo)入目的基因后再進(jìn)行體細(xì)胞擴(kuò)增，將擴(kuò)增的細(xì)胞作為供體，將其細(xì)胞核導(dǎo)入去核受精卵中，培養(yǎng)到胚細(xì)胞團(tuán)后植入子宮發(fā)育為新個(gè)體表達(dá)目的基因?；虼虬蟹ā苯訉⒛康幕蛲ㄟ^(guò)基因槍射入受體細(xì)胞，多拷貝進(jìn)入，少數(shù)重組。

體細(xì)胞基因轉(zhuǎn)移和克隆四、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品的安全性評(píng)價(jià)1轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品安全性評(píng)價(jià)的內(nèi)容轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品的穩(wěn)定性；生產(chǎn)、加工活動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物安全性的影響；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在環(huán)境安全性方面的差異；轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在對(duì)人類健康影響方面的差異。根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品評(píng)價(jià)的“實(shí)質(zhì)等同性原則”，對(duì)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品的安全性評(píng)價(jià)是以在預(yù)期狀況下使用不會(huì)對(duì)人造成傷害為基礎(chǔ)，形成“以產(chǎn)品為基礎(chǔ)”的管理模式、“以技術(shù)為基礎(chǔ)”的管理模式和“兼顧技術(shù)和產(chǎn)品”的管理模式。2轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)品的純化與鑒定轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物的回收及生產(chǎn)批號(hào)確定

產(chǎn)物回收的過(guò)程(擠奶、放血、摘取器官)、程序及其安全措施有效性(無(wú)菌、潔凈、保鮮、效價(jià))；產(chǎn)品分離純化過(guò)程、程序及安全措施的有效性；

確定生產(chǎn)批號(hào)的條件與標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)物批量大小、收儲(chǔ)時(shí)間；原料無(wú)菌過(guò)濾前經(jīng)歷時(shí)間、認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)及檢驗(yàn)方法每靈敏度。宿主動(dòng)物的不定因子、產(chǎn)物組織來(lái)源及病原檢測(cè)

不定因子或化學(xué)污染物存在及隨產(chǎn)品分離純化而濃集的可能性；潛在地含有病原體及在產(chǎn)品中殘留的可能性；

檢測(cè)方法的有效性及靈敏度。產(chǎn)品的同度與純度分析及純化產(chǎn)品批量投放檢測(cè)

原料中已知的和可能存在的人類病原體檢測(cè)；

終產(chǎn)品中免疫原和有毒物質(zhì)存在與否及量值；

不同批次產(chǎn)品之間理化性質(zhì)的均一性及效價(jià)；

雜質(zhì)、污染物、免疫原等的檢測(cè)結(jié)果。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為組織供體的特殊問(wèn)題

作為組織器官供體時(shí)出現(xiàn)致病病毒的可能性；

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物組織器官中存在的不活動(dòng)、不為害病毒移植后被活化或與受體人體中存在的病毒發(fā)生重組的可能性；

不定因子或化學(xué)污染物隨移植進(jìn)入人體的可能性及其或能產(chǎn)生的危害性。五轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品的安全性評(píng)價(jià)1

評(píng)價(jià)的必要性及評(píng)價(jià)的原則轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品安全性評(píng)價(jià)的必要性

轉(zhuǎn)基因在新遺傳背景中可能的相互作用及影響；

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品出現(xiàn)的新組合、新性狀及影響；

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品與常規(guī)天然食品的安全性差異。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品安全性評(píng)價(jià)的原則

科學(xué)性原則、實(shí)質(zhì)同等原則、個(gè)案原則、逐步原則

以實(shí)質(zhì)同等原則為起點(diǎn)，即要求轉(zhuǎn)基因食品與其所替代的傳統(tǒng)食品至少要同樣安全；

以個(gè)案分析為基礎(chǔ)，每只轉(zhuǎn)基因動(dòng)物都要以其親本動(dòng)物為對(duì)照，至少要同樣安全才進(jìn)行評(píng)價(jià)。2轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品安全性評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容

外源基因的安全性：對(duì)受體動(dòng)物、人健康、環(huán)境基因載體的安全性：標(biāo)記基因、致病性、抗藥性

轉(zhuǎn)基因過(guò)程的安全性：插入、重組、拷貝數(shù)

轉(zhuǎn)基因表達(dá)的安全性：毒性、致敏、食用安全、

環(huán)境影響。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物食品安全的檢測(cè)指標(biāo)針對(duì)不同動(dòng)物有所不同，但主要的指標(biāo)均應(yīng)包括：

毒性

--

有毒物質(zhì)及潛在毒素、基因毒性與細(xì)胞毒性

過(guò)敏

--

轉(zhuǎn)基因表達(dá)物是否為過(guò)敏原、潛在致敏性

激素

--

轉(zhuǎn)激素基因動(dòng)物食品激素水平是否顯明提高

標(biāo)記基因

—

直接毒性與潛在毒性、水平轉(zhuǎn)移到腸道

微生物的可能性第三節(jié)轉(zhuǎn)